Конспект учебного занятия на тему Фундаменты

Фундаменты

Фундамент - подземная часть здания, воспринимающая нагрузки от вышележащих конструкций и передающая их на грунт.

Фундаменты являются важным конструктивным элементом здания, воспринимающим нагрузку от наземных его частей и передающим её на основание. Фундаменты зданий должны быть прочными, устойчивыми на опрокидывание и скольжение в плоскости подошвы фундамента, долговечными, экономичными и индустриальными.

Верхняя плоскость фундамента, на которой располагаются надземные части здания или сооружения, называется поверхностью фундамента или обрезом, а нижняя его плоскость, непосредственно соприкасающаяся с основанием, - подошвой фундамента.

Глубина заложения фундамента под внутренние стены и столбы отапливаемых зданий принимается независимо от глубины промерзания грунта, ее назначают не менее 0,5 м. Необходимо, чтобы фундаменты внутренних и наружных стен опирались на однородный грунт во избежание неравномерных осадок.

Фундаменты классифицируют:

г

в• по конструктивным схемам - ленточные, располагаемые непрерывной лентой под несущими стенами здания; столбчатые в виде отдельных опор под колоннами; сплошные в форме массивной плиты под зданием; свайные в виде железобетонных или других стержней, забитых в грунт рис. 8.1.

а

б

рис 8.1. Конструктивные схемы фундаментов:

а- ленточный под стены; б- то же под колонны; в- столбчатый под стены; г- отдельный под колонну; д- отдельный безбалочный; е- сплошной балочный; ж-свайный;

1-стена; 2- ленточный фундамент; 3- железобетонная колонна; 4- железобетонная фундаментная балка; 5- столбчатый фундамент; 6- ростверк свайного фундамента; 7- железобетонная фундаментная плита; 8- сваи

• по материалу - из природного камня; бутобетона; бетона; железобетона;

• по характеру работы под нагрузкой - жесткие, работающие на сжатие (бутовые, бетонные, бутобетонные); гибкие, работающие на сжатие и изгиб (железобетонные);

• по глубине заложения - мелкого (до 5 м) и глубокого (более 5 м) заложения.

Ленточные фундаменты

Ленточные фундаменты устраивают под несущими стенами бескаркасных зданий. По способу устройства фундаменты бывают монолитные и сборные. Монолитные фундаменты выполняют:

• из бутового камня рваной формы или бутовой плиты; их укладывают на сложном или на цементном растворе с перевязкой (несовпадением) вертикальных швов. Ширина бутовых фундаментов должна быть не менее 0,6 м для кладки из рваного бута, не менее 0,5 м - из бутовой плиты. Наименьшая ширина фундаментов принята по условиям перевязки швов. Переход от уширенной части фундамента к узкой выполняют уступами шириной 150-250 мм и высотой не менее двух рядов кладки. Такие фундаменты требуют значительных затрат ручного труда, однако там, где природный камень является местным материалом, их возведение экономически целесообразно рис. 8.2.

Рис 8.2.

Конструкции ленточных фундаментов:

а - из бутового камня;

б - из бутобетона; в - бетонные;

1 - стальная арматура;

2 - щиты опалубки

• бутобетонными из бетона класса по прочности на сжатие В5 с включением в его толщу отдельных кусков бутового камня.

Наименьшая ширина фундамента 350 мм. Уширение фундаментов ведут уступами шириной 150-250 мм и высотой 300 мм. Их возводят в щитовой опалубке или в траншеях (при плотных грунтах). По сравнению с фундаментами из бутового камня они

менее трудоемки;

• бетонными в опалубке из монолитного бетона классов В7,5 - В30.

Устройство таких фундаментов требует повышенного расхода цемента.

Более эффективными являются бетонные и железобетонные фундаменты из сборных элементов заводского изготовления. Рис. 8.3. состоящие из блоков-подушек и фундаментных блоков.

Рис 8.3.Фундаменты из сборных элементов:

а-сплошные; б- прерывистые;

1- фундаментные плиты;

2- фундаментные блоки

Фундаментные подушки укладывают непосредственно на выровненное основание или на тщательно утрамбованную песчаную подготовку толщиной 100-150 мм. Блоки укладывают на растворе с обязательной перевязкой вертикальных швов, толщину которых принимают равной 20 мм. Вертикальные колодцы, образующиеся торцами блоков, заполняют раствором. Продольные и поперечные стены ленточных фундаментов в местах сопряжения должны иметь перевязку, в горизонтальные швы закладывают арматурные сетки из стали диаметром 6-10 мм.

Фундаменты на глинистых и просадочных основаниях рис 8.4. а с длительной и неравномерное осадкой дополнительно усиливают арматурой. Продольные стальные стержни втапливают в слой раствора, укладываемого толщиной 100-150 мм выполняют по верхнему ряду бетонных блоков. Эти мероприятия повышают жесткость фундаментов и предупреждают появление трещин при неравномерной осадке здания.

Если по расчету ширина подошвы фундамента не превышает ширины бетонного блока, то фундаменты выполняются без подушек.

При строительстве здания на участках со значительным уклоном рис 8.4. б фундаменты стен выполняют с продольными уступами.

Высота уступов должна быть не более 0,5 м, длина не менее 10 м. Также выполняется постепенный переход от фундамента глубокого заложения к более мелкому, например от подвальной части к бесподвальной.

Если необходимо обеспечить независимую осадку двух смежных участков здания (при их разной этажности, основания с разнородной структурой), то при устройстве ленточных монолитных фундаментов в их теле устраивают сквозные разъединяющие фундамент зазоры - деформационные швы рис 8.4. в. Для этого в зазоры вставляют доски, обернутые толем, а вертикальные швы с обеих сторон защищают битумной мастикой.

Рис 8.4. Устройство фундаментов:

а - на неравномерно уплотняемых

основаниях; б - на косогорах;

в- в местах деформационных швов;

1 - армированный шов;

2 - армированный пояс;

3 - доски, обернутые толем

Столбчатые фундаменты

При небольших нагрузках на фундамент непрерывные ленточные фундаменты под стены малоэтажных домов без подвалов целесообразно заменять столбчатыми. Каркасные здания возводят на столбчатых фундаментах. Столбчатые фундаменты под стены возводят также в зданиях большой этажности при значительной глубине заложения фундаментов (4-5 м), когда устройство ленточного фундамента нецелесообразно из-за большого расхода строительных материалов.

Фундаментные столбы могут быть бутовыми, бутобетонными, бетонными, железобетонными рис 8.5.

В состав столбчатых фундаментов входят: плитная часть из одной или нескольких ступеней; подоконник с углублением (стаканом) для установки колонн.

По конструктивному решению столбчатые фундаменты могут быть монолитными, возводимыми на месте строительства в опалубке, и сборными, изготовленными на заводе.

Столбчатые фундаменты под несущими стенами здания устанавливают в углах, в местах примыкания и пересечения стен, а на протяженных участках - через 3-6 м.

Поверх опор столбчатых фундаментов укладывают железобетонные балки, передающие нагрузку от стен на фундаменты. Сборные фундаменты устанавливают на песчаную подушку толщиной 100-150 мм.

в

б

г

а

е

д

Рис 8.5. Столбчатые фундаменты:

а-под наружные стены; б- монолитные под столбы; в,г- из железобетонного блока-подушки и блока-плиты; д- из железобетонного башмака стаканного типа;

е -из железобетонного блока-стакана и опорной плиты; 1 - железобетонная;

фундаментная балка; 2 - подсыпка; 3 - отмостка; 4 - гидроизоляция; 5 - кирпичный столб; 6 - блоки-подушки; 7 - железобетонная плита; 8- железобетонная колонна; 9- башмак стаканного типа; 10- плита под башмак; 11- блок-стакан

.

Сплошной фундамент

Сплошной фундамент в виде монолитной железобетонной плиты устраивают под всей площадью здания (рис. 8.6.). Такие фундаменты возводятся в случае, если нагрузка, передаваемая на фундамент, значительна, а грунт слабый. Сплошные фундаменты обеспечивают равномерную осадку здания и защищают подвальные помещения от подпора фунтовых вод. Фундаменты проектируют в виде плоской или ребристой плиты с расположением ребер под несущими стенами или колоннами.

рис 8.6. Сплошные фундаменты:

а- из перекрестных железобетонных лент;

б- сплошная плита с ребрами;

в- безбалочная фундаментная пита;

1- колонна;

2- железобетонная лента;

3- железобетонная плита;

4- бетонная подготовка

Свайные фундаменты

Свайные фундаменты используют при строительстве на слабых, неравномерно сжимаемых грунтах, а также в тех случаях, когда достижение естественного основания из-за большой глубины его заложения экономически или технически нецелесообразно.

Конструкции свайных фундаментов классифицируют:

• по характеру работы - на сваи-стойки, передающие нагрузку от здания на нижележащий массив плотных грунтов, и висячие сваи, не достигающие прочного грунта и передающие нагрузку на грунт трением, возникающим между боковой поверхностью сваи и грунтом;

• по роду материала - железобетонные, бетонные, деревянные, стальные;

• по конструктивным решениям - забивные, изготовляемые на предприятиях стройиндустрии или на строительной площадке, погружаемые в грунт с помощью механизмов (рис 8.7. а,б); набивные, выполняемые на месте строительства путем бурения скважин и последующего заполнения их бетоном (рис 8.7,в)

• по глубине заложения - короткие сваи (3-6 м) и длинные (более 6 м).

в

б

а

Рис 8.7. Виды свайных фундаментов:

а - сваи-стойки; б, в - висячие сваи;

1 - свая забивная; 2 - ростверк; 3 - свая набивная

В зависимости от несущей способности и конструктивной схемы здания сваи размещают в один или несколько рядов. Ряды свай образую свайную полосу, а группа свай - свайный куст.

Сваи объединяют поверху железобетонным ростверком, который может быть монолитным или сборным. Оголовки свай заделывают в толщу ростверка.

Наружные стены полносборных зданий при безростверковых фундаментах опирают на оголовки свай. Внутренние поперечные стены в подземной части здания заменены сваями с надетыми на них сборными оголовками типа «колокол». Ствол сваи заделывают в отверстие оголовка на глубину не менее 100 мм. По выровненной плоскости с оголовком укладывают плиты подвального перекрытия. Выбор того или иного типа фундамента определяется на основании технико-экономического сравнения. В табл. 8.1 приведены технико-экономические показатели фундаментов различных типов.

Таблица 8.1

Технико-экономические показатели фундаментов 9-этажных домов

(в расчете на 1 м жилой площади)

Тип фундамента

Затраты труда, чел.-дн.

Расход бетона, м3

Расход цемента, кг

Расход стали, кг

Ленточный

0,125

0,078

24

2,7

Свайный

0,12

0,054

20

3,1

Безростверковый свайный

0,108

0,045

16,8

2,6

Подвалы и технические подполья

Помещение высотой более двух метров, предназначенное для хозяйственных нужд, называется подвалом, при меньшей высоте - техническим подпольем. В подвалах размещают различные подсобные службы, обеспечивающие нормальную эксплуатацию здания; в технических подпольях - инженерное оборудование, прокладываемые коммуникации. Стены подвалов и подполий должны иметь

необходимую теплоизоляцию, надежную гидроизоляцию и быть устойчивыми при восприятии нагрузок от горизонтального грунта. Для освещения и проветривания подвалов в их наружных стенах устраивают окна, располагаемые ниже уровня земли, а перед окнами - колодцы, называемые приямками. Стенки приямков выполняют из П-образных железобетонных элементов или из кирпича.

Сверху их ограждают стальной решеткой. Дно в приямке устраивают с уклоном от стен здания. Входы в подвальные этажи могут быть организованы внутри здания в месте расположения лестничной клетки или в виде открытых наружу одномаршевых лестниц, располагаемых в приямках. Эти лестницы примыкают к наружной стене и ограждены подпорной стенкой.

Защита подземной части здания от грунтовой сырости и грунтовых вод

Стены и пол подвала, соприкасающиеся с фунтом, защищают гидроизоляцией.

В бесподвальных зданиях (рис. 8.8.) в цоколе стен устраивают горизонтальную гидроизоляцию. Её выполняют из цементного раствора (состава 1:2) толщиной 20-30 мм или в виде двухслойного рулонного ковра из рубероида, наклеенного на выровненное основание битумной мастикой. Горизонтальную гидроизоляцию укладывают сплошной полосой в наружных и внутренних стенах, чтобы не допускать капиллярного подъема влаги в вышележащие участки конструкции.

В зданиях с подвалами устраивают горизонтальную и вертикальную гидроизоляцию. При залегании грунтовых вод ниже подошвы фундамента первый слой горизонтальной гидроизоляции располагается в уровне пола подвала по верху фундаментных плит из слоя цементного раствора состава 1 : 2. Второй слой горизонтальной (рулонной) гидроизоляции размещают в цоколе наружных стен (на 150-200 мм выше отмостки), а во внутренних стенах гидроизоляцию располагают на 100-200 мм ниже уровня пола. Вертикальная гидроизоляция стен подвала осуществляется окраской поверхностей, соприкасающихся с фунтом, битумной мастикой (рис. 8.9.)

При высоком уровне грунтовых вод (0,2-0,8 м) устраивают оклеенную гидроизоляцию (рис. 8.10.)

Рис. 8.8. Горизонтальная гидроизоляция

стены бесподвальных зданий:

1-фундамент;

2-пол первого этажа;

3-стена;

4-рубероид на мастике;

5-цементая стяжка

Рис. 8.9. Окрасочная гидроизоляция:
1-фундамент;

2-слой окрасочной гидроизоляции;

3- перекрытие над подвалом;

4- пол подвала

Рис. 8.10. Оклееная гидроизоляция:
1-фундамент;

2-ковер оклеенной гидроизоляции на

наружной поверхности подвальной стены;

3-защитная стенка из кирпича;

4- слой глины;

5- ковер оклеенной гидроизоляции

пола подвала;

6-складка ковра гидроизоляции.

Тест

1. Какие фундаменты устраивают под несущими стенами бескаркасных зданий.

а) ленточные б) столбчатые

в) свайные г) сплошные

2. Классификация свай по характеру работы:

а) висячие и сваи-стойки;

б) монолитные и сборные

в) сплошные и прерывистые;

4. Горизонтальную и вертикальную гидроизоляцию устраивают в зданиях без подвалов. (неверно)

5. Из битумной мастики выполняют вертикальную гидроизоляцию (верно)